WO2005113981A1 - Reactor fluido-dinámico - Google Patents

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WO2005113981A1
WO2005113981A1 PCT/ES2005/000288 ES2005000288W WO2005113981A1 WO 2005113981 A1 WO2005113981 A1 WO 2005113981A1 ES 2005000288 W ES2005000288 W ES 2005000288W WO 2005113981 A1 WO2005113981 A1 WO 2005113981A1
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WO
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fluid
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dynamic reactor
wing
reactor
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Application number
PCT/ES2005/000288
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English (en)
French (fr)
Inventor
Antonio María SILVAR FORMOSO
Original Assignee
Silvar Formoso Antonio Maria
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Filing date
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Application filed by Silvar Formoso Antonio Maria filed Critical Silvar Formoso Antonio Maria
Publication of WO2005113981A1 publication Critical patent/WO2005113981A1/es

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Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03G—SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS; MECHANICAL-POWER PRODUCING DEVICES OR MECHANISMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR OR USING ENERGY SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03G7/00—Mechanical-power-producing mechanisms, not otherwise provided for or using energy sources not otherwise provided for
    • F03G7/10—Alleged perpetua mobilia
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64C—AEROPLANES; HELICOPTERS
    • B64C39/00—Aircraft not otherwise provided for

Definitions

  • the present invention refers to a fluid-dynamic reactor which has notable advantageous characteristics over known reactors, based on the principle of action and reaction.
  • the present invention is based on the theory of support of a wing, that is, the system of action and reaction of the forces involved in a wing with an aerodynamic profile, as they are those of an airplane.
  • the profile of the wing generates a reaction force not inertial, but gravitational.
  • the reactor object of the invention is based on this simple idea.
  • the object of the invention is therefore a fluid-dynamic reactor as a lift, steering, traction and thrust system for vehicles or automobile ships. For its movement does not depend on soil, atmosphere, or gravity.
  • the principle of the invention can be synthesized in the following: that the fluid moves through a wing, instead of moving the wing through a fluid, thus achieving the same bearing force; - Moving a large flow is easier and cheaper than the energy cost consumed by traditional engines to produce the necessary thrust. It is also the object of the invention to use the force produced by the vacuum or pressure induced by the velocity of a fluid on a surface that narrows or expands the compartment or channel through which the fluid circulates or remains static and completely or partially enclosed . Previously, only the wings were used as a "passive" element of a structure to hold it in the air or lift it over water or any other fluid. The present invention allows the use of the traction generated and controllable in intensity, direction and medium.
  • the fluid-dynamic reactor object of the invention, includes a conduit that is traveled by a fluid stream (air or other gas, or even liquid), this fluid being driven by generating means of any conventional type, with the particularity that an aerodynamic profile wing of the general type is arranged transversely which we have previously defined as airplane wing.
  • the wing is anchored to the walls of the duct and the flow of the fluid creates a lifting force around the wing that causes the assembly to rise. Therefore, the fundamental principle is to make the fluid move in a circular manner within two structures, approximately tubular and concentric. There are at least two points at which to place a wing that produces the desired lift effect, as we will see later in relation to the drawings.
  • the wing profiles are traditionally subject to the speed of the apparatus.
  • the profile can be modified when more support is needed at low speeds.
  • a maximum lift profile will be sought at the slowest speed of the fluid, which will optimize the movement of the total flowing mass.
  • Another interesting concept is that when putting the wing between two approximately cylindrical objects, another type of special profiles will have to be applied for this use.
  • Another of the fundamental points of the invention is that when using a sealed cylindrical duct, the most suitable fluid can be used, both in gases and in liquids as indicated above. Then, introducing a denser fluid that the air would gain in support. Because the matter used should be as fluid and dense as possible, the wing profiles will also have to be studied according to these parameters. It would be a fluid with a very low viscosity so that its movement involved the least possible effort. For denser fluids it is possible that the inert laminar flow is too far from the profile, so wings of smaller section may be of interest to reduce the amount of fluid and therefore reduce weight.
  • a mechanical option can be used by means of blades, propellers, turbines, etc., or, using induction reactors or magnetic stirrers for fluid movement that do not have moving parts, so that If the speed of the fluid that can be achieved is sufficient, this would be the best option for maintenance, structural weight and flow quality.
  • the use of propellers and blades of the mechanical solution generate much more turbulence, negative for the proper functioning of the wings.
  • the action is balanced by placing two cylinders with opposite pairs.
  • the elements that make the fluid move generate a multitude of turbulences that greatly disturb the flow.
  • the flow laminar in circular motion in which to install the wing or inductor profile as we will call it in the following it is achieved by rotating a hollow cylinder of vertical axis in whose interior there is an amount of fluid that due to the centrifugal force is applied against the walls forming a ring or tubular fluid form.
  • a perfect cylinder is formed, it is installed in the central hollow part, at least a fixed or adjustable profile, inducing the thrust when approaching it superficially.
  • cylinders can be placed as described in the main patent, in the position occupied by the sides of a regular polygon with three or more sides, and even if the technique allows it, to reach a toroid.
  • a radial distribution is also provided that also compensates for the torque.
  • a very high density fluid is of interest and it is also possible that a high viscosity is also convenient to avoid the "wake" effect that a low density fluid produces and that is inconvenient for the correct operation of the inductor profile, which does not It works well in turbulent fluids.
  • the high density influences the fluid to a lesser extent, that is, the distance between the wing and the wall of the cylinder or drum can be smaller for this reason.
  • the length of the drums will be the one that can be structurally constructed and taking into account that the more diameter the more traction, a large diameter is also of interest, so it will be necessary to analyze the optimum performance according to the size, weight of the apparatus and traction obtained.
  • Another application of Bernouilli's same theorem would be the opposite effect: an increase in the section in the canal can increase the pressure; Therefore it is a compression force. Similar to what happens to the wings of a bird, there is an increase in pressure that executes a thrust under the wing, thus adding the resulting forces by placing another pressure inducing profile, on the opposite side of the rotor. As the piston or displacement screw of the compression inductor profile approaches, an area of influence of the induced compression effect is formed below.
  • the small holes provided for the pressure generating face would be formed in a manner similar to that of a golf ball.
  • the profile or inductor profiles mounted in the fluid circulation duct or ducts can be only vacuum inductors or pressure only, or combine them according to interest.
  • Another direct application of the invention which is extremely interesting, is that as it induces vacuum or compression to the fluid, it is cooled or heated respectively, and since the circuit is closed, it is possible that it tends to freezing or heating and in fact it is to be assumed that the only tensile reaction that occurs on the inductor profile is a considerable loss of energy in the vacuum induction profile and heat in the pressure inductor profile, and therefore achieves obvious cooling or heating.
  • two or more radially distributed wings or inductor profiles should preferably be located, since it is not about getting displacements.
  • This cold or heat generated has the advantage that it is produced in the machine itself without compressors or exchangers with the medium and is probably cheaper than traditional systems, being a very interesting solution for cooling or heating circuits of large factories, thermal plants, nuclear, buildings, devices, etc., without the exchange of calories emit toxic, radioactive products, or the environment is disturbed by pouring into the rivers the hottest water that has been collected, to the detriment that this It is for the environment and its already fragile balance, as usual.
  • Figure 2. It is a partial view, schematic and in perspective, of a conduit traveled by a flow of fluid in a closed circuit following an annular direction, in whose upper and lower sections there are paths of support.
  • Figure 3. It is a view similar to Figure 2, when the flow and the wings have a special profile adapted to the section of the duct.
  • Figure 4. It is a view similar to Figures 2 and 3, when the flow runs through an asymmetric duct taking into account the location of the wing.
  • Figure 5. It is a schematic view of the laminar flow lines around the wing and the walls of the duct.
  • Figure 6 It is a view similar to Figure 3 including in the duct a system of propellers to cause fluid flow.
  • Figure 7. It is a schematic sectional view of a double cycle system with blades that generate the flow.
  • FIGS 8a and 8b are respective schematic views in section, showing different positions of the blades that generate the flow of fluid following an annular direction between two coaxial primitive ducts.
  • Figure 9. It is a schematic view of the section of a reactor in which the movement of the fluid is carried out without moving parts, by means of induction reactors or magnetic stirrers.
  • Figure 10. It is a partial perspective view of a two-cylinder reactor joined and with opposite pairs to maintain balance and that the resulting one has only one direction.
  • Figures lia, 11b and 11c- are respective sectional views, front elevation and plan, of an annular tubular conduit of the reactor, schematically including the fixing brackets of the inner cylinder with respect to the outer cylinder, as well as the fixing of the wings and the location of drive propellers for high flow.
  • Figures 12a, 12b and 12c- They are different schematic views of many other possible ways of maintaining the balance between cylinders, distributed as sides of a triangular, quadrangular, or infinite number of sides to compose a toroidal shape, respectively.
  • Figures 13a and 13b. They are respective schematic views of the wing of a toroidal reactor, for radial flow directed towards the exterior and towards the interior.
  • Figure 14a.- It is a schematic perspective view of two sets of blades rotating in opposite directions in the case of the toroidal reactor, to prevent the rotation of the fluid in a tangential direction.
  • Figure 14b It is a schematic cross-section of the toroidal reactor, including the sets of blades of Figure 14a.
  • Figure 14c It is a schematic perspective view of a wing of a toroidal reactor observing the direction of the fluid that surrounds the wing radially.
  • Figure 15a.- It is a schematic view of the section of a toroidal reactor including a direction flap that produces turbulence in the laminar flow in the area where it corresponds.
  • Figure 15b Schematically shows a plan distribution of the address flaps.
  • Figure 16. Schematically shows three positions of a moving part placed inside the flow, to achieve the rotation of the ship on its transverse axis.
  • Figures 17a, 17b and 17c are respective schematic views, similar to those of Figure 11, 'including the rotational wings taking advantage of the fixing elements or supports of the wing and central cylinder.
  • Figure 18. It is a schematic view, in four positions, of one of the ways to move the ship laterally in areas with gravity, by means of steering flaps.
  • Figure 19 It is a schematic view, in two positions a) and b), of another way to move the ship laterally in areas with gravity, by means of a retractable wing within the flow zone.
  • Figure 20. Shows in two positions, respective sections of a toroidal reactor with asymmetric section and different number of annular wings.
  • Figure 21 It is a schematic and perspective view of a reactor apparatus, according to an embodiment variant in which it is not necessary to close the fluid flow in. the toroidal shape, with a radial outward flow.
  • Figure 22 It is a schematic view similar to Figure 21 including annular wings located in the radial flow outwards, and other wings inwards.
  • Figure 23. It is a schematic and perspective view, similar to Figure 22, with a flow-producing turbine, located at the top of the opening of the semitoroidal shape of the reactor.
  • Figure 24. It is a schematic sectional elevation view of a toroidal reactor that includes in the center a cabin for transporting people and goods, according to a possible application of the invention.
  • Figure 25. It is a schematic sectional elevation view of another large toroidal reactor, in which the inner chamber of the toroid that forms the internal wall of the toroidal annular chamber where the annular wing is located, could be used as a cabin, Cargo warehouse, or other uses.
  • Figure 26. It is a schematic elevation view of a rotating two-cylinder reactor with the improvements contemplated by the invention.
  • Figure 27 It is a schematic plan view of a rotating cylinder with a pushing device of a vacuum inductor profile, which advances in the cylindrical flow of the reactor.
  • Figure 28. It is a diagram of the vacuum influence zone induced by the fluid velocity on the corresponding inductor profile.
  • Figure 29.- It is a plan view, similar to Figure 2 but including a double system or pushing device with two inductor profiles: one, the upper one, with a vacuum effect and the other, the lower one, with a pressure effect.
  • Figure 30.- It is a schematic view of the pressure influence zone induced by the velocity of the fluid on the corresponding inductor profile.
  • Figure 31.- It is a schematic view similar to Figure 4, to see the smaller thickness of fluid that is used with embossed surfaces in both inductor profiles.
  • Figure 32. It is an enlarged detail of a vacuum inductor profile, with its active surface provided with mounds to see the influence on depression, induced by the minimum speed.
  • Figure 33. It is a detail similar to Figure 7, but with hollows or depressions generating overpressure.
  • Figure 34a It is a plan view of an apparatus for inducing vacuum to the fluid that is thus cooling, losing energy and therefore considerable cooling.
  • Figure 34b. It is a plan view of an apparatus for inducing pressure to the fluid that is thus heating, gaining energy and therefore considerable heating.
  • Figure 35 It is a schematic sectional elevation view of a cold or heat generating apparatus, in which the fluid itself to be cooled, heated, or in general to be heated, is the one contained within the tank.
  • Figure 36 It is a schematic view similar to Figure 10, when the cold or heat generating apparatus has the fluid of such high density that it can be passed to another lighter fluid inside and that it is the one that is exchanged or Pumps to cool or heat the desired element, occupying the internal volume.
  • Figure 37 It is a view similar to the previous one, with the exchange fluid of lower density, forming another layer coaxial when also displaced by the centrifugal force generated.
  • Figure 38 It is a view similar to Figures 10 to 12, with the exchange fluid in an independent chamber located in the inner wall of the cylinder.
  • A Effective force produced by the profile of wing 1 to the passage of a fluid.
  • FIG 2 we see schematically represented the way to move a fluid in a circular direction, within two tubular structures 2 and 3, being in this case concentric although with an oval section.
  • the wings 1 would be located in the upper and lower areas of the annular chamber 4 configured between both surfaces concentric tubular 2 and 3.
  • FIG 3 we see schematically represented the cross section of another annular chamber 4 configured between two generally elliptical and concentric surfaces 2 'and 3'. Being the circular and non-linear flow, another type of section may be of interest for the inner 3 'and outer 2' cylinders, thus achieving minimal friction.
  • the design of the wings 1 can vary considerably, not only as an adaptation to a cyclic flow with interesting centrifugal forces, but also depending on the speed and type of fluid.
  • the calculation of the profiles of both the container cylinders and the wings has to be studied and tested for a long time since a new concept of fluid mechanics is opened and there are many variants that can be included to optimize the consumption and motor performance.
  • the distances between the profile of the wing 1 and the upper and lower walls of the cylinders, as can be deduced when observing Figure 5, will be ideal for achieving an approximately inert laminar flow without considerable influence by friction on the walls 2 and 3, as produced by the wing. Also, physical surface treatments (semi-dryness such as golf balls or similar) and chemical treatments may be applied.
  • Figure 6 shows how to move the circular fluid, mechanically by means of propellers 5.
  • Figure 9 shows a fluid movement system made by induction reactors or magnetic stirrers, which lacking moving parts would be the best option to not disturb the flow, provided that the systems were as light as possible.
  • FIG. 12a Just as in relation to figure 10 we saw a balance system of the pair of forces by means of two parallel cylinders, other possible ways to solve this problem are shown in figures 12a and 12b, arranging the cylinders forming a three- and four-sided polygon respectively.
  • the number of sides can be increased and thus come to the conception of a toroidal arrangement such as that shown in Figure 12c, which allows solving the fluid problem in an equivalent manner to that of a turbine and is easier to produce an induced rotation.
  • annular wing element 8 or 8 the fluid must be passed in order for it to act and sustain and move the reactor.
  • mechanical means or inductive means can be used.
  • Double turbine of dextrógiras and levógiras blades is used, inside or outside the toroidal shape.
  • Reference 9 of Figure 14a designates these turbines. In the case of being located towards the walls closest to the center of the toroidal shape, they are referenced with 9 'and if they are in the outer zone and therefore have a larger diameter, they are with 9' •.
  • FIG 15a the schematic section of a toroidal reactor is observed, the external toroidal wall is referenced with the number 12 and the internal one with the number 13, the flow circulating in the direction indicated by the arrows.
  • the third system is to include a retracted alar section 18 within the flow zone, as shown in Figure 19. With the wing 18 positioned vertically interfering with the flow, the wing traction will be lateral. The displacement of the wing can be achieved by a mechanical or hydraulic system.
  • Figure 16 we see schematically how to rotate the ship on its transverse axis.
  • a piece 14 is placed inside the flow, similar to that referenced with the number 7 in Figure 11 (lia, 11b and 11c).
  • This piece 14 is spindle-shaped and consists of a fixed central part 15 and two other mobiles 16 and 17 at its ends.
  • the rotation will be forced in one direction or another, as shown in positions b) and c) of this figure 16.
  • the rotational wing 14 will have the leading edge in the same direction as the leading edge of the main wing 1 and at the bottom will be in the reverse position.
  • Figure 20 shows schematically in two positions a) and b), the section of a toroidal reactor with walls 12 (exterior) and 13 (interior), in which two or more annular wings 8 or 8 'have been placed, which can be placed in parallel or one behind the other so that maximum performance is obtained according to the fluid and / or the speed of the latter and / or the shape of the profile.
  • the toroidal section of the outer surface and the inside of the reactor will have a specific profile depending on the fluid introduced and in search of the greater performance of the whole.
  • Figure 21 shows an apparatus 19 with annular wings 8 with radial flow outwards and a turbine 9 of high flow and compensated double rotation.
  • Figure 22 shows the option of ring wings 8 and 8 'with radial flow outward and inward, thus channeling the air further towards the axial outlet area of the flow.
  • the reactor is operated by any of the systems described. It could be placed in the axial emptying of the anatospheric antigravity toroidal reactor, such as the one generally referenced with the number 20 of figure 24, a cabin 21 for transporting people and goods.
  • the inner toroid chamber 13 could be used, such as cabin, cargo warehouse, engines and even fuel.
  • toroids or cylindrical sections could be applied to ships of great weight to be able to land and take off at points where the gravity is higher or to give it greater acceleration and speed of movement.
  • the profile 33 is a pressure inducer instead of a vacuum because, as seen more clearly in Figure 30, it has a central depression that disturbs the liquid vein in the sense of increasing its section and therefore an area of influence is formed 31 'of the forces generated and whose result is radial and of the same meaning (or practically the same) to the forces 29 generated by the profile 25, referenced in this case with 29' because they go to the profile 33 and therefore add up.
  • This profile 33 is a pressure inducer or compression force on the corresponding cylinder or piston 26.
  • Figures 31 to 33 show the general arrangement of a cylinder 22 of the reactor, similar to that of Figure 29, in which a fluid 24 has been used. preferably of high density with low wall thickness and vacuum and pressure inducing profiles, referenced respectively with 25 • and 33 ', which have their embossed active surface to increase their action on the fluid. Embossing is defined by equidistant or non-symmetrical mounds. or asymmetric, which form a surface such as the mold of a golf ball or the like, in the profile 25 'vacuum inductor (figure 32); and by alveoli or depressions 36, symmetrical or not in the profile 33 'which thus has a surface such as that of a golf ball or the like, inducing overpressure (Figure 33). It is also expected that the fluid will be in addition to dense, viscous to avoid the turbulent wake that could form, as we had said before.
  • vacuum or pressure inductors respectively diametrically opposed and emerging from the fixed axis 34, whose effects are counteracted (see figures 34a and 34b). They could be more than two, being evenly distributed angularly, by way of three or more radios. It could also work with a single profile, preventing movement of the apparatus by directing the resulting force towards a dead zone, such as the ground.

Abstract

Existe un conducto (4, 22) recorrido por una corriente de fluido impulsada por unos medios generadores, en el seno de la cual se encuentra dispuestos un ala fija de perfil aerodinámico (1, 1', 25, 25', 33, 33'), generándose una fuerza de sustentación sobre dicho perfil que provoca el desplazamiento del conjunto. Se perfecciona la estructura al prever que el citado conducto se materialice por uno o varios cilindros (22) con sentidos de giro adecuados para neutralizar el efecto de un par de fuerzas nocivo generado, girando a velocidad adecuada y conteniendo en su interior un fluido (3) que adopta forma tubular cilíndrica por la fuerza centrífuga. El perfil aerodinámico o inductor (25, 25', 33, 33') está fijo respecto de la estructura de soporte (28) y puede acercarse al anillo de fluido (24), rozándolo superficialmente y avanzar en él para aprovechar la fuerza de succión y/o de presión (dependiendo de su geometría superficial), al deformar la vena líquida.

Description

REACTOR FLUIDO-DINÁMICO OBJETO DE LA INVENCIÓN
La presente invención, según lo expresa el enunciado de esta memoria descriptiva, se refiere a un reactor fluido-dinámico el cual presenta notables características ventajosas frente a los reactores conocidos, basados en el principio de acción y reacción.
La presente invención está fundamentada en la teoría de sustentación de un ala, es decir, el sistema de acción y reacción de las fuerzas que intervienen en un ala de perfil aerodinámico, tal y como son las de un avión.
El perfil del ala genera una fuerza de reacción no inercial, sino gravitacional .
Si la fuerza que se opone a la que provoca la elevación del ala, es la gravedad, ¿cuál es la reacción donde no exista gravedad? . En esta simple idea se basa el reactor objeto de la invención.
Si es posible utilizar solamente la componente efectiva producida por el perfil del ala al paso de un fluido, o aumentarla, se podrá generar esa fuerza de sustentación, o solo tracción donde no exista gravedad. El objeto de la invención es por tanto un reactor fluido-dinámico como sistema de sustentación, dirección, tracción y empuje para vehículos o naves automóviles. Para su movimiento no depende de suelo, atmósfera, o gravedad.
Sabiendo como funciona el ala de un avión, que es capaz de transformar la energía en general horizontal que se comunica a la nave, en vertical, el desplazamiento del fluido horizontal es transformado por un vacío inducido sobre la cara superior del ala, en una fuerza de sustentación y otra de freno y resistencia.
El principio de acción y reacción tiene aquí un dilema, pues el cambio producido de una fuerza horizontal en transversal no tiene reacción equivalente. Y es ésta la que se utiliza para autopropulsar la aeronave. La fuerza de freno y resistencia es superada tradicionalmente por la mayor de empuje, producida por los diversos motores y reactores que se han ido diseñando.
El principio de la invención podemos sintetizarlo en lo siguiente: que el fluido se mueva a través de un ala, en vez de mover el ala a través de un fluido, consiguiendo así la misma fuerza de sustentación; - mover un gran caudal es más fácil y económico que el coste energético consumido por los motores tradicionales para producir el empuje necesario. Es también objeto de la invención el utilizar la fuerza que se produce por el vacío o presión inducidos por la velocidad de un fluido sobre una superficie que estreche o expanda el compartimento o canal por el que el fluido circula o permanece estático y encerrado total o parcialmente. Anteriormente solo se usaban las alas como elemento "pasivo" de una estructura para sostenerla en el aire o levantarlo sobre el agua o cualquier otro fluido. La presente invención permite la utilización de la tracción generada y controlable en intensidad, dirección y medio. También se basa en el efecto que produce un fluido que se mueve a gran velocidad sometido a un estrechamiento o expansión por un elemento similar a un ala o perfil inductor de vacío o presión, por la velocidad del fluido. ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN Actualmente se conocen aeronaves (aviones, helicópteros, naves espaciales, etc.), así como vehículos de reacción de todo tipo.
Hasta la fecha solo se usaban las alas como elemento "pasivo" de la estructura como hemos dicho anteriormente.
DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN En líneas generales, el reactor fluido-dinámico, objeto de la invención, incluye un conducto que es recorrido por una corriente de fluido (aire u otro gas, o incluso líquido) , siendo este fluido impulsado por unos medios generadores de cualquier tipo convencional, con la particularidad de que en su seno se encuentra dispuesta transversalmente un ala de perfil aerodinámico del tipo general que hemos definido anteriormente como de ala de avión. El ala está anclada a las paredes del conducto y al paso del fluido se crea una fuerza de sustentación en torno al ala que provoca la elevación del conjunto. Por lo tanto, el principio fundamental es hacer que el fluido se mueva en forma circular dentro de dos estructuras , aproximadamente tubulares y concéntricas . Existen al menos dos puntos en los que colocar un ala que produzca el efecto deseado de sustentación, tal y como veremos más adelante en relación con los dibujos.
Los perfiles alares tradicionalmente se supeditan a la velocidad del aparato. Se puede modificar el perfil cuando se necesita más sustentación a bajas velocidades. Como lo que interesa para el reactor que nos ocupa es la sustentación únicamente, se buscará un perfil de máxima sustentación a la menor velocidad del fluido, con lo que se optimizará el movimiento de la masa fluyente total. Otro concepto interesante es que al meter el ala entre dos objetos aproximadamente cilindricos, habrá que aplicar otro tipo de perfiles especiales para este uso.
Se consigue además que el fluido oponga muy poca resistencia, pues una vez iniciado el movimiento toda la masa cogerá una inercia circular por lo que el consumo necesario para mantener el movimiento de la masa del fluido será mínimo.
Otro de los puntos fundamentales de la invención es que al utilizar un conducto cilindrico estanco se puede utilizar como fluido el más adecuado, tanto en gases como en líquidos según habíamos indicado anteriormente. Entonces, introduciendo un fluido más denso que el aire se ganaría en sustentación. Debido a que la materia utilizada debe ser lo más fluida y densa posible, los perfiles alares también tendrán que estudiarse según estos parámetros . Sería un fluido con una viscosidad bajísima para que su movimiento supusiera el menor esfuerzo posible. Para fluidos más densos es posible que el flujo laminar inerte esté demasiado lejos del perfil, por lo que podrían interesar alas de menor sección para reducir la cantidad de fluido y por tanto reducir peso.
Para mover el fluido en sentido circular o rotatorio, se puede utilizar una opción mecánica por medio de aspas, hélices, turbinas, etc, o bien, utilizando reactores de inducción o agitadores magnéticos para movimiento de fluidos que no tienen piezas móviles, con lo que si la velocidad del fluido que se puede conseguir es suficiente, ésta sería la mejor opción por mantenimiento, peso estructural y calidad del flujo. Por el contrario, el empleo de hélices y aspas de la solución mecánica, generan muchas más turbulencias, negativas para el buen funcionamiento de las alas . Como el movimiento del fluido generaría un par que haría mover la pieza en sentido contrario, como veremos más adelante se equilibra la acción al situar dos cilindros con pares opuestos. En otra forma de realización, podríamos tener varios cilindros distribuidos en la posición de los lados de un polígono, o incluso, en una disposición toroidal o secciones de esta forma.
Pues bien, después de los primeros ensayos realizados, se ha tropezado con el problema de generar un fluido que circule a gran velocidad y sea estable, o que se comporte como un flujo laminar.
Los elementos que hacen que el fluido se mueva generan multitud de turbulencias que perturban el flujo grandemente .
Para salvar este inconveniente y acorde con la presente invención, basado en la misma teoría de las leyes de la hidrodinámica y del teorema de Bernouilli, el flujo laminar en movimiento circular en el que instalar el ala o perfil inductor como le llamaremos en lo que sigue, se consigue haciendo girar un cilindro hueco de eje vertical en cuyo interior se encuentra una cantidad de fluido que debido a la fuerza centrífuga se aplica contra las paredes formando un anillo o forma tubular de fluido. Una vez se alcance la velocidad de régimen, preferentemente, y se forme un cilindro perfecto, se instala en la parte hueca central, al menos un perfil fijo u orientable, inductor del empuje al acercarse al mismo rozándolo superficialmente. Cuando comienza a empujar al fluido que se mueve a gran velocidad, se consigue el efecto de succión (o empuje como veremos más adelante) del perfil de forma similar al ala de un avión. Se pueden instalar dos o más cilindros o tambores paralelos y con giros inversos, anclados a una misma estructura fija de soporte para equilibrar el par.
Estos cilindros pueden colocarse como se describe en la patente principal, en la posición que ocupan los lados de un polígono regular de tres o más lados, e incluso si la técnica lo permite, llegar a un toroide. También se prevé una distribución radial que compensa igualmente el par.
Acorde con la invención, interesa un fluido de muy alta densidad y es posible que convenga además una alta viscosidad para evitar el efecto "estela" que un fluido con baja densidad produce y que es un inconveniente para el correcto funcionamiento del perfil inductor, que no funciona bien en fluidos turbulentos.
Se ha comprobado además, que la alta densidad influye en menor medida sobre el fluido, es decir, la distancia entre el ala y la pared del cilindro o tambor- giratorio puede ser menor por esta causa.
Como el peso del aparato sería alto con un fluido de elevada densidad, se ha previsto lo siguiente: Un perfil que circule perfectamente paralelo al fluido pero con multitud de pequeños montículos por la cara generadora de vacío y pequeñas oquedades o huellas esféricas o no, en la cara generadora de presión (similar a la superficie de una bola de golf) .
Para optimizar rendimientos, la longitud de los tambores será aquella que estructuralmente se pueda construir y teniendo en cuenta que a más diámetro más tracción, también interesa un gran diámetro, por lo que habrá que analizar cual es el rendimiento óptimo según el tamaño, peso del aparato y tracción obtenida. Otra aplicación del mismo teorema de Bernouilli, sería el efecto contrario: un aumento de la sección en el canal, puede hacer que se aumente la presión; por lo tanto es una fuerza de compresión. Similar a lo que sucede a las alas de un pájaro, se produce un aumento de la presión que ejecuta un empuje bajo el ala, sumándose así las fuerzas resultantes al situar otro perfil inductor de la presión, en el lado opuesto del rotor. Al acercarse el pistón o tornillo de desplazamiento del perfil inductor de compresión, se forma por debajo una zona de influencia del efecto de compresión inducida. Las pequeñas oquedades previstas para la cara generadora de presión, se formarían de manera similar a la que tiene una pelota de golf.
El perfil o perfiles inductores montados en el conducto o conductos de circulación del fluido, pueden ser sólo inductores de vacío o solo de presión, o combinarlos según interese .
En definitiva, es un sistema que permite la utilización de la tracción generada y controlable en intensidad, dirección y medio. El fluido se mueve a gran velocidad sometido a un estrechamiento o expansión por la existencia del perfil inductor de vacío o presión debido a la velocidad de fluido.
Otra aplicación directa de la invención, sumamente interesante, es que como al inducir vacío o compresión al fluido, éste se va enfriando o calentando respectivamente, y como el circuito es cerrado, es posible que tienda a congelarse o calentarse y de hecho es de suponer que la única reacción a la tracción que se produce sobre el perfil inductor es una considerable pérdida de energía en el perfil inductor de vació y de calor en el perfil inductor de presión, y por lo tanto se logra un enfriamiento o calentamiento evidentes .
Para equilibrar la máquina generadora de frío o calor, preferentemente habría que situar dos o más alas o perfiles inductores distribuidos radialmente, ya que no se trata de conseguir desplazamientos.
Este frío o calor generado tiene la ventaja de que se produce en la propia máquina sin compresores ni intercambiadores con el medio y probablemente sea más económico que los sistemas tradicionales, siendo una solución muy interesante para enfriar o calentar circuitos de grandes fábricas, centrales térmicas, nucleares, edificios, aparatos, etc., sin que en el intercambio de calorías se emanen productos tóxicos, radioactivos, o se perturbe el medio ambiente por verter a los ríos el agua más caliente que la que se ha recogido, con el detrimento que esto supone para el medio ambiente y su ya frágil equilibrio, como es habitual.
Para facilitar la comprensión de las características de la invención y formando parte integrante de esta memoria descriptiva, se acompañan unas hojas de planos en cuyas figuras, con carácter ilustrativo y no limitativo se ha representado lo siguiente:
BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS Figura 1.- Es un diagrama del sistema de fuerzas de acción y reacción que actúan en un ala.
Figura 2.- Es una vista parcial, esquemática y en perspectiva, de un conducto recorrido por una corriente de fluido en circuito cerrado siguiendo una dirección anular, en cuyos tramos superior e inferior se encuentran sendas alas de sustentación. Figura 3.- Es una vista similar a la figura 2, cuando el flujo y las alas tienen un perfil especial adaptado a la sección del conducto.
Figura 4.- Es una vista similar a las figuras 2 y 3, cuando el flujo recorre un conducto asimétrico teniendo en cuenta la ubicación del ala.
Figura 5.- Es una vista esquemática de las líneas del flujo laminar en torno al ala y a las paredes del conducto.
Figura 6.- Es una vista similar a la figura 3 incluyendo en el conducto un sistema de hélices para provocar el caudal de fluido.
Figura 7.- Es una vista esquemática seccionada, de un sistema de doble ciclo con aspas que generan el caudal.
Figuras 8a y 8b.- Son respectivas vistas esquemáticas en sección, mostrando distintas posiciones de ubicación de las aspas que generan el caudal de fluido siguiendo una dirección anular entre dos conductos primitivos coaxiales.
Figura 9.- Es una vista esquemática de la sección de un reactor en el que el movimiento del fluido se realiza sin piezas móviles, mediante reactores de inducción o agitadores magnéticos.
Figura 10.- Es una vista parcial en perspectiva de un reactor de dos cilindros unidos y con pares opuestos para mantener el equilibrio y que la resultante tenga una sola dirección.
Figuras lia, 11b y 11c- Son respectivas vistas en sección, alzado frontal y planta, de un conducto tubular anular del reactor, incluyendo esquemáticamente los soportes de fijación del cilindro interior respecto al cilindro exterior, así como la fijación de las alas y la ubicación de hélices motrices para gran caudal.
Figuras 12a, 12b y 12c- Son diferentes vistas esquemáticas de otras tantas formas posibles de mantener el equilibrio entre cilindros, distribuidos como lados de un polígono triangular, cuadrangular, o de infinito número de lados para componer una forma toroidal, respectivamente.
Figuras 13a y 13b.- Son respectivas vistas esquemáticas del ala de un reactor toroidal, para flujo radial dirigido hacia el exterior y hacia el interior. Figura 14a.- Es una vista esquemática en perspectiva de dos juegos de palas girando en sentidos contrarios en el caso del reactor toroidal, para evitar el giro del fluido en sentido tangencial .
Figura 14b.- Es una sección transversal, esquemática, del reactor toroidal, incluyendo los juegos de palas de la figura 14a.
Figura 14c- Es una vista esquemática en perspectiva de un ala de un reactor toroidal observándose la dirección del fluido que envuelve el ala en sentido radial. Figura 15a.- Es una vista esquemática de la sección de un reactor toroidal incluyendo un flap de dirección que produce turbulencias en el flujo laminar en la zona hacia donde corresponde.
Figura 15b.- Muestra esquemáticamente una distribución en planta de los flaps de dirección.
Figura 16.- Muestra esquemáticamente tres posiciones de una pieza móvil colocada en el interior del flujo, para conseguir la rotación de la nave sobre su eje transversal.
Figuras 17a, 17b y 17c- Son respectivas vistas esquemáticas, similares a las de la figura 11, 'incluyendo las alas rotacionales aprovechando los elementos de fijación o soportes del ala y cilindro central.
Figura 18.- Es una vista esquemática, en cuatro posiciones, de una de las formas de desplazar lateralmente la nave en zonas con gravedad, por medio de flaps de dirección.
Figura 19.- Es una vista esquemática, en dos posiciones a) y b) , de otra forma de desplazar lateralmente la nave en zonas con gravedad, mediante un ala escamoteable dentro de la zona de flujo. Figura 20.- Muestra en dos posiciones, respectivas secciones de un reactor toroidal con sección asimétrica y distinto número de alas anulares.
Figura 21.- Es una vista esquemática y en perspectiva de un aparato reactor, según una variante de realización en la que no es necesario cerrar el flujo de fluido en . la forma toroidal, con un flujo radial hacia el exterior.
Figura 22.- Es una vista esquemática similar a la figura 21 incluyendo alas anulares ubicadas en el flujo radial hacia el exterior, y otras alas hacia el interior.
Figura 23.- Es una vista esquemática y en perspectiva, similar a la figura 22, con una turbina productora del flujo, ubicada en la parte superior de la abertura de la forma semitoroidal del reactor. Figura 24.- Es una vista esquemática en alzado seccionado, de un reactor toroidal que incluye en el centro una cabina para transporte de personas y mercancías, según una posible aplicación de la invención.
Figura 25.- Es una vista esquemática en alzado seccionado, de otro reactor toroidal de grandes dimensiones, en el que la cámara interior del toroide que conforma la pared interna de la cámara anular toroidal donde se encuentra el ala anular, podría utilizarse como cabina, almacén de carga, u otros usos. Figura 26.- Es una vista esquemática en alzado, de un reactor de dos cilindros giratorios con las mejoras que contempla la invención.
Figura 27.- Es una vista esquemática en planta, de un cilindro giratorio con un dispositivo de empuje de un perfil inductor de vacío, que avanza en el flujo cilindrico del reactor.
Figura 28.- Es un esquema de la zona de influencia de vacío inducido por la velocidad de fluido sobre el perfil inductor correspondiente. Figura 29.- Es una vista en planta, similar a la figura 2 pero incluyendo doble sistema o dispositivo de empuje de dos perfiles inductores: uno, el superior, con efecto de vacío y otro, el inferior, con efecto de presión. Figura 30.- Es una vista esquemática de la zona de influencia de presión inducida por la velocidad del fluido sobre el perfil inductor correspondiente.
Figura 31.- Es una vista esquemática similar a la figura 4, para ver el menor espesor de fluido que se emplea con superficies gofradas en ambos perfiles inductores .
Figura 32.- Es un detalle ampliado de un perfil inductor de vacío, con su superficie activa provista de montículos para ver la influencia en depresión, inducida por la velocidad mínima. Figura 33.- Es un detalle similar a la figura 7, pero con oquedades o depresiones generadoras de sobrepresión.
Figura 34a.- Es una vista en planta, de un aparato para inducir vacío al fluido que así se va enfriando, perdiendo energía y por tanto un enfriamiento considerable. Figura 34b.- Es una vista en planta, de un aparato para inducir presión al fluido que así se va calentando, ganando energía y por tanto un calentamiento considerable.
Figura 35.- Es una vista esquemática en alzado seccionado, de un aparato generador de frío o calor, en el que el propio fluido a refrigerar, calentar, o en' general a climatizar, es el que está contenido en el interior del depósito.
Figura 36.- Es una vista esquemática similar a la figura 10, cuando el aparato generador de frío o calor tiene el fluido de tan alta densidad que se puede hacer pasar a otro fluido más ligero al interior y que sea éste el que se intercambia o bombea para refrigerar o calentar el elemento deseado, ocupando el volumen interno.
Figura 37.- Es una vista similar a la anterior, con el fluido de intercambio de menor densidad, formando otra capa coaxial al ser también desplazado por la fuerza centrífuga generada .
Figura 38.- Es una vista similar a las figuras 10 a 12, con el fluido de intercambio en una cámara independiente situada en la pared interna del cilindro.
DESCRIPCIÓN DE UN EJEMPLO DE REALIZACIÓN DE LA INVENCIÓN Haciendo referencia a la numeración adoptada en las figuras, podemos ver cómo el reactor fluido-dinámico, que la invención propone, se basa en el sistema de acción y reacción en un ala de perfil aerodinámico, o ala de avión, tal como la referenciada con el número 1 en la figura 1. Sobre su centro de gravedad actúan las fuerzas de acción siguientes :
A: Fuerza efectiva producida por el perfil del ala 1 al paso de un fluido.
B: Es la componente vertical de la fuerza A como reacción a la gravedad.
C: Es la componente horizontal de la fuerza A, como fuerza de avance. Las fuerzas de reacción son las siguientes: D: Resistencia producida por el rozamiento. E: Fuerza de la gravedad sobre el aparato. F: Fuerza resultante de las componentes D y E, la cual se opone a la acción efectiva A. En esta figura 1 se han indicado las líneas de flujo laminar en el entorno del ala 1.
Si se usa solo la componente A o aumentarla, se puede generar esa fuerza de sustentación, o solo tracción donde no exista gravedad. En la figura 2 vemos esquemáticamente representada la forma de mover en sentido circular un fluido, dentro de dos estructuras tubulares 2 y 3, siendo en este caso concéntricas aunque con una sección oval . Las alas 1 quedarían situadas en las zonas superior e inferior de la cámara anular 4 configurada entre ambas superficies tubulares concéntricas 2 y 3.
En la figura 3 vemos esquemáticamente representada la sección transversal de otra cámara anular 4 configurada entre dos superficies en general elípticas y concéntricas 2' y 3'. Al ser el flujo circular y no lineal, puede interesar otro tipo de sección para los cilindros interior 3 ' y exterior 2 ' , consiguiendo de esta forma el mínimo rozamiento. El diseño de las alas l1 puede variar considerablemente, no solo como adaptación a un flujo cíclico con interesantes fuerzas centrífugas, sino también dependiendo de la velocidad y tipo de fluido. El cálculo de los perfiles tanto de los cilindros contenedores como de las alas, ha de estudiarse y probarse largamente pues se abre un nuevo concepto de mecánica de fluidos y hay multitud de variantes que se pueden incluir para optimizar el consumo y rendimiento motriz. El estudio tradicional de alas estaba basado en flujos laminares paralelos y horizontales, pero con esta nueva concepción acorde con la invención, los flujos pueden variar en curvas para aprovechar por ejemplo la fuerza inercial que puede aumentar la sustentación en la cara superior del ala. En la figura 4 vemos otra forma de distribución de cilindros 2 ' ' y 3 ' ' y un ala 1' .
Las distancias entre el perfil del ala 1 y las paredes superiores e inferiores de los cilindros, tal y como se deduce al observar la figura 5, serán las idóneas para conseguir un flujo laminar aproximadamente inerte sin influencia considerable por el rozamiento sobre las paredes 2 y 3, como el producido por el ala. Asimismo, se podrán aplicar tratamientos superficiales físicos (semioquedades como las de las pelotas de golf o similares) y químicos
(por ejemplo tratamientos tefIónicos) que reduzcan al máximo el rozamiento si fuese necesario, o mecánicos como las alas de flujo laminar. En la figura 6 se ha representado la forma de mover el fluido en sentido circular, de una manera mecánica por medio de hélices 5.
En la figura 7 vemos un sistema de doble ciclo con aspas 6 de caudal ubicadas en la zona intermedia común, circulando el fluido en la dirección de las flechas. En las figuras 8a y 8b vemos representados otros sistemas de aspas de caudal .
En la figura 9 se ha representado un sistema de movimiento de fluido realizado mediante reactores de inducción o agitadores magnéticos, que al carecer de piezas móviles sería la mejor opción al no perturbar el flujo, siempre que los sistemas fueran lo más ligeros posible.
Colocando dos cilindros como se muestra en la figura 10, con pares opuestos, se mantiene el equilibrio y el esfuerzo resultante tendrá solo una dirección, la marcada por las flechas superiores. Los sentidos de movimiento generados por los pares de fuerzas, están indicados con las flechas inferiores.
Haciendo referencia a las figuras lia, 11b y 11c se ha referenciado con el número 7 el soporte que fija el cilindro central 3 al exterior 2 y el ala o alas 1 en su caso. Vemos también la disposición de las hélices motrices 5 para gran caudal .
Así como en relación con la figura 10 vimos un sistema de equilibrio del par de fuerzas mediante dos' cilindros paralelos, en las figuras 12a y 12b se muestran otras formas posibles para resolver este problema, disponiendo los cilindros formando un polígono de tres y cuatro lados respectivamente. El número de lados puede aumentarse y llegar así a la concepción de una disposición toroidal tal como la mostrada en la figura 12c, que permite resolver el problema del fluido de manera equivalente a la de una turbina y es más fácil de producir un giro inducido.
Hasta la fecha, en los conceptos de sustentación de las alas de los aviones se pensaba que • el flujo laminar anterior y posterior debían permanecer inalterables y esto podía ser aproximadamente así con los procesos actuales . Acorde con la invención y según una resolución toroidal del reactor que nos ocupa, el flujo laminar superior e inferior han de ser iguales antes y después del paso por el ala, pero no necesariamente iguales entre sí, lo que permite hacer un ala circular, con un perfil con costillaje radial y borde de ataque hacia el interior o hacia el exterior de esta forma anular. En las figuras 13a y 13b se observa esta sección del ala referenciada con el número 8 y 8' respectivamente, para flujo radial hacia el exterior o hacia el centro.
Una vez concebido este elemento de ala anular 8 u 8 • , hay que hacer pasar el fluido para que actúe y se produzca la sustentación y movimiento del reactor. Pueden utilizarse como en el caso anterior, medios mecánicos o medios inductivos. Los medios mecánicos utilizando aletas radiales similares a las de cualquier turbina, haciendo girar el conjunto para conseguir un flujo hacia el exterior o hacia el interior, dependiendo de donde se coloque el ala y la dirección que se seleccione, lo que hará que el ala anular empiece a actuar produciendo en su cara superior la succión necesaria para generar una fuerza antigravitatoria o de aceleración en el sentido de la parte de sustentación. En las figuras 14a, 14b y 14c, vemos la forma en, la que se dirige radialmente el flujo. Se utiliza doble turbina de palas dextrógiras y levógiras, en el interior o en el exterior de la forma toroidal. La referencia 9 de la figura 14a designa estas turbinas. En el caso de quedar situadas hacia las paredes más próximas al centro de la forma toroidal, están referenciadas con 9 ' y si están en la zona exterior y por tanto tienen un diámetro mayor, lo están con 9' • .
Con referencia a las figuras 15a y 15b, vemos cómo desplazar el reactor. Acelerando o decelerando el reactor se obtendrá este movimiento en el sentido de la cara superior de la pieza (subirá más o menos rápido) y si existe un campo gravitatorio cercano podrá "caer" a una velocidad controlada. Para cambiar la dirección del conjunto se aplicarían básicamente tres sistemas: uno sería acelerar o decelerar una zona de flujo para hacer subir o baja respectivamente y por tanto cambiar la dirección; otro mediante unos flaps 10 que producirían turbulencias 11 en el flujo laminar, en la zona hacia donde se quiere dirigir el reactor, con lo que la tracción del resto del conjunto podría hacer girar la pieza en esa dirección. Una vez el flap 10 se recoge volvería todo el ala 8 a "tirar" homogéneamente en esa dirección. Se proponen principalmente cuatro flaps como se representa en la figura 15b, pero podrían ser desde uno o más, según la rapidez del giro que se desee.
En caso de estar bajo la influencia de un campo gravitatorio, este efecto ocasionaría un desplazamiento lateral. En la figura 15a que se observa la sección esquemática de un reactor toroidal, la pared toroidal externa está referenciada con el número 12 y la interna con el número 13, circulando el flujo en el sentido indicado por las flechas. El tercer sistema es incluir una sección alar 18 escamoteada dentro de la zona de flujo, tal como se muestra en la figura 19. Con el ala 18 colocada verticalmente interfiriendo en el flujo, la tracción del ala será lateral . El desplazamiento del ala se puede conseguir por un sistema mecánico o hidráulico.
En la figura 16 vemos esquemáticamente la forma de hacer rotar la nave sobre su eje transversal. Para ello se coloca una pieza 14 en el interior del flujo, similar a la referenciada con el número 7 en la figura 11 (lia, 11b y 11c) . Esta pieza 14 tiene forma de huso y está formada por una parte central fija 15 y otras dos móviles 16 y 17 a sus extremos . Dependiendo de cómo se giren las piezas móviles se forzará el giro en una u otra dirección, tal y como se muestra en las posiciones b) y c) de esta figura 16. En la parte superior, el ala rotacional 14 tendrá el borde de ataque en la misma dirección que el borde de ataque del ala principal 1 y en la parte inferior estará en posición inversa.
Haciendo ahora especial referencia a la figura 18, podemos ver la forma de desplazar lateralmente la nave por medio de los flaps de dirección 10, haciendo girar uno de ellos la nave caerá ligeramente de ese lado, posición b) . Si esto lo combinamos con una pequeña aceleración del aparato, posición c) , se vuelven los flaps 10 a su sitio y el aparato se desplazará inclinado hacia ese lado, como se muestra en la posición d) .
En la figura 20 se muestra esquemáticamente en dos posiciones a) y b) , la sección de un reactor toroidal de paredes 12 (exterior) y 13 (interior) , en las que se han colocado dos o más alas anulares 8 u 8', las cuales pueden ir colocadas en paralelo o unas detrás de otras de manera que se obtenga el máximo rendimiento según el fluido y/o la velocidad de éste y/o la forma del perfil.
La sección toroidal de la superficie exterior y de la interior del reactor, tendrán un perfil determinado en función del fluido introducido y en busca del mayor rendimiento del conjunto.
Para el reactor toroidal, cuya sección podría ser la misma que la mostrada en la figura 14b, como es necesario que el fluido se mueva solamente en sentido radial y no tangencial, se puede evitar el giro del fluido en este sentido poniendo dos juegos de palas similares a las referenciadas con 9 en la figura 14a, una girando a la derecha y otra hacia la izquierda para estabilizar el conjunto. Haciendo ahora especial referencia a las figuras 21, 22 y 23, vemos diferentes aplicaciones del sistema.
Es posible adaptar el principio de funcionamiento de la invención, a un aparato dentro de una atmósfera o fluido sin necesidad de cerrar el flujo en la cámara anular toroidal. Podría funcionar de una forma similar a la de un helicóptero pero sin riesgos, pues podría situarse muy cerca de cables o edificios sin peligro de trabarse en ellos, e incluso pegándose totalmente. También se vería menos afectado este aparato, por ráfagas de viento o turbulencias, moviendo menos cantidad de aire ya que la sustentación la soportan las alas y no la turbina. En la figura 21 se muestra un aparato 19 con alas anulares 8 con flujo radial hacia el exterior y una turbina 9 de gran caudal y doble giro compensado. En la figura 22 se muestra la opción de alas anulares 8 y 8' con flujo radial hacia el exterior y hacia el interior, encauzando así el aire más hacia la zona axial de salida del flujo.
Otra posibilidad de funcionamiento sería la de colocar la turbina en la parte superior del vaciado axial de la forma sería toroidal, con lo que es más sencillo mecánicamente generar el flujo necesario, tal como se deduce al observar la figura 23.
En cuanto a las aplicaciones posibles son innumerables, partiendo de que se tiene el reactor funcionando por cualquiera de los sistemas descritos. Se podría colocar en el vaciado axial del reactor toroidal antigravitacional anatmosférico, tal como el referenciado en general con el número 20 de la figura 24, una cabina 21 para transporte de personas y mercancías.
Podría entrar y salir de la atmósfera a la" velocidad que le interesara sin los problemas que actualmente surgen por entrada a caída libre.
Podría moverse a la velocidad que quisiera y acelerar en el espacio con un consumo mínimo. En grandes toroides (ver figura 25) podría utilizarse la cámara del toroide interior 13, como cabina, almacén de carga, motores e incluso combustible.
Dependiendo de las necesidades se podría aplicar uno o más toroides o secciones cilindricas a naves de gran peso para poder aterrizar y despegar en puntos donde la gravedad sea más alta o para darle mayor aceleración y rapidez de movimientos .
Haciendo ahora especial referencia a las figuras 26 a 38, podemos ver las mejoras que se contemplan en la segunda parte de la invención, que consisten en hacer que la corriente de fluido que circula en el interior del conducto donde se encuentra en posición transversal y fija el ala de perfil aerodinámico, o perfil inductor de vacío o presión, sobre la que se aplica la fuerza de sustentación o empuje creada; se forme por giro de un cilindro de revolución 22 accionado por el correspondiente motor 23, en cuyo interior se encuentra un fluido 24 que por el giro adopta configuración cilindrica formando una capa de espesor constante y que rota a alta velocidad.
El ala o perfil 25 inductor de vació como se muestra en la figura 2 y que en este caso tiene un perfil simétrico aunque podría tener otro adecuado, se encuentra en principio retraída para no suponer obstáculo al movimiento del fluido hasta que se alcanza la velocidad de régimen.
Llegado este momento y al estar asistido el perfil inductor por un cilindro hidráulico o elemento mecánico, o en general un mecanismo de aproximación regulable tal como el referenciado con 26 en este ejemplo de realización, se le hace avanzar radialmente hasta establecer contacto e invadir parcial o totalmente la vena de líquido en movimiento, como se ve en la figura 27. La flecha 27 muestra el sentido de giro del cilindro 22 y por tanto del fluido 24. Por razones de equilibrio y de neutralizar el par de giro, el reactor cuenta con dos cilindros 22 que giran en sentidos inversos, fijados a la estructura 28 de soporte como lo muestra la figura 26. En la figura 28 se observan las líneas de fuerza 29 provocadas por el vacío inducido por la velocidad del fluido 24 en el sentido marcado por las flechas 30. La zona de influencia de vacío está referenciada con el número 31. El desplazamiento del conjunto se efectúa en el sentido de las flechas 32.
Haciendo especial referencia a la figura 29, se observa cómo existe además del perfil 25 inductor de vacío, otro perfil 33 situado en oposición diametral, al extremo de otro cilindro 26 emplazado radialmente respecto al mismo eje interior al que estaba anclado el cilindro 26 anteriormente comentado. Este eje interior y axial al cilindro o tambor, es fijo o desplazable angularmente para que el perfil inductor 25 ó 33 cambie de orientación y por tanto el aparato modifique su dirección y se ha réferenciado con el número 34.
El perfil 33 es inductor de presión en vez de vacío porque, como se ve más claro en la figura 30, posee una depresión central que perturba la vena líquida en el sentido de aumentar la sección de ésta y por tanto se forma una zona de influencia 31' de las fuerzas generadas y cuya resultante es radial y del mismo sentido (o prácticamente del mismo) a las fuerzas 29 generadas por el perfil 25, referenciadas en este caso con 29' porque van hacia el perfil 33 y por tanto se suman. Este perfil 33 es inductor de presión o fuerza de compresión sobre el cilindro o pistón 26 correspondiente.
En las figuras 31 a 33 se observa la disposición general de un cilindro 22 del reactor, similar al de la figura 29, en el que se ha utilizado un fluido 24 preferetemente de alta densidad con poco espesor de pared y unos perfiles inductores de vacío y de presión, referenciados respectivamente con 25 • y 33', los cuales tienen su superficie activa gofrada para incrementar su acción sobre el fluido. El gofrado está definido por montículos 35 equidistantes o no y simétricos . o asimétricos, que forman una superficie como el molde de una pelota de golf o similar, en el perfil 25' inductor de vacío (figura 32) ; y por alveolos o depresiones 36, simétricas o no en el perfil 33' que tiene así una superficie como la de una pelota de golf o similar, inductora de sobrepresión (figura 33) . También se prevé que el fluido sea además de denso, viscoso para evitar la estela turbulenta que pudiera formarse, como habíamos dicho anteriormente .
Las áreas de influencia de presión o vacío inducidas por la velocidad, son mínimas, estando referenciadas con 37 para cada montículo 35 y con 37' para cada alveolo 36.
Estas fuerzas resultantes son radiales al tambor 22 y por eso a partir de un determinado grado de inclinación con respecto a la trayectoria, puede que ya no interesen, pues generan un alto rozamiento y su aportación es demasiado inclinada con respecto a la trayectoria. Habrá que buscar un equilibrio entre capacidad tractora y consumo energético pues por el rozamiento producido por este tipo 'de perfil inductor es fácil que no interese que tenga demasiada superficie de contacto.
Haciendo ahora referencia a las figuras 34 a 38 podemos ver la aplicación de la invención a la construcción de un aparato generador de frío (figura 34a) , o de calor
(figura 34b) , según que el perfil inductor sea de vacío 25 ó de presión 33.
Ventajosamente existen en el tambor 22, dos perfiles
25 ó 33 inductores de vacío o presión respectivamente, diametraímente opuestos y emergentes del eje fijo 34, cuyos efectos se contrarrestan (ver figuras 34a y 34b) . Podrían ser más de dos, estando uniformemente repartidos en sentido angular, a modo de tres o más radios. También podría funcionar con un solo perfil, evitándose el movimiento del aparato al dirigir la fuerza resultante hacia una zona muerta, como por ejemplo el suelo.
El frío o calor generado en la propia máquina sin compresores ni intercambiadores como dijimos anteriormente, puede ser aplicado de varias maneras, según las figuras 35 a 38:
En la figura 35, vemos un sistema de bombeo para retirar el propio fluido 24 por el conducto de salida 38, a la misma velocidad que el que se repone por el conducto de entrada 39, manteniendo así el perfil inductor 25, ó 33, activo.
En las figuras 36 y 37 se muestra otra forma de mantener la temperatura constante, al disponer otro fluido ligero (aire por ejemplo) referenciado con 24' que invade el interior (figura 36) entrando por el conducto 40 y saliendo por el 41, o bien, emplear un fluido 24 •• de intercambio (tal como agua) que con el giro también se distribuye como otra capa coaxial a la anterior y que no se mezcla por la distinta densidad (el fluido 24 es ventajosamente mucho más denso que el 241'). El fluido de intercambio entra por el conducto 39 y sale por el referenciado con 38, teniendo el extremo de estos conductos acodados 38 y 39 enrasando con esta capa de fluido 24 " (ver figura 37) .
La tercera forma anteriormente citada para conseguir el mismo efecto, independientemente de la densidad del fluido utilizado para climatizar el fluido 24, es prever en este caso mostrado en la figura 34, una carcasa envolvente 42 para formar una cámara 43 de intercambio ocupada por el fluido captador de las frigorías o calorías sobrantes, en este empleo como climatizador del elemento al que se aplique . Este circuito intercambiador es el que mantiene al fluido tractor sin alteraciones térmicas, pudiendo estar situado en las paredes del tambor 22 interna o externamente, en el propio perfil inductor 25 ó 25', o en el espacio donde se encuentra el perfil, sin tocar el fluido para no perturbarlo.

Claims

REIVINDICACIONES :
1.- REACTOR FLUIDO-DINÁMICO/ caracterizado porque incluye una estructura de soporte (7) de al menos un conducto (4,22) recorrido por una corriente de fluido impulsada por medios generadores (5,6), circulando en dirección anular, en cuyo seno del conducto (4,22) se encuentra en disposición transversal al menos un perfil aerodinámico (1,1' ,25,25 ' ,33,33 ') seleccionado entre: perfiles fijos, perfiles orientables angularmente respecto a la estructura de soporte (7) y combinaciones de dichos perfiles, estando seleccionado dicho al menos un perfil entre: perfiles inductores de vacío (25,25'), perfiles inductores de presión (33,33') y combinaciones de los mismos, dependiendo que su sección posea respectivamente, una elevación o una depresión, que perturba la vena líquida en para disminuir o aumentar la sección de ésta, creándose por tanto una fuerza de sustentación que provoca una tendencia a desplazar el conjunto.
2.- REACTOR FLUIDO-DINÁMICO, según reivindicación 1, caracterizado porque el fluido recorre el conducto en circuito cerrado, conformando una cámara anular (4) entre dos porciones tubulares cerradas (2, 3) por ambos extremos, estando seleccionadas dichas porciones tubulares cerradas entre: porciones tubulares cerradas concéntricas y porciones tubulares cerradas no concéntricas, siguiendo el fluido un recorrido anular, habiéndose previsto como perfil aerodinámico al menos un ala de sustentación (1, 1') distribuida en sentido anular y orientada en correspondencia con el movimiento rotatorio del fluido. 3.- REACTOR FLUIDO-DINÁMICO, según reivindicación 2, caracterizado porque el perfil del ala (1) está vinculado a la óptima sustentación con la menor velocidad del fluido que circula entre los conductos tubulares (2,
3) en general cilindricos.
4.- REACTOR FLUIDO-DINÁMICO, según reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la distancia entre el perfil del ala (1) y las paredes (2, 3) del conducto, es la idónea para no perturbar el flujo laminar respecto a las paredes (2, 3) del mismo.
5.- REACTOR FLUIDO-DINÁMICO, según reivindicaciones anteriores, caracterizado porque los medios (5, 6, 9) que producen la corriente del fluido, están determinados por elementos seleccionados entre: aspas, hélices, turbinas y similares.
6.- REACTOR FLUIDO-DINÁMICO, según reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque los medios que producen la corriente de fluido están determinados por reactores de inducción.
7.- REACTOR FLUIDO-DINÁMICO, según reivindicaciones 1 a 6, caracterizado porque se han previsto medios equilibradores del par de giro, determinados por dos módulos paralelos solidarios entre sí y con pares opuestos, cuyas fuerzas resultantes de sustentación de las alas (1) respectivas tienen el mismo sentido.
8.- REACTOR FLUIDO-DINÁMICO, según reivindicaciones 1 a 6, caracterizado porque se han previsto medios equilibradores del par de giro, determinados por la disposición de varios módulos según los lados de una estructura poligonal de tres o más lados.
9.- REACTOR FLUIDO-DINÁMICO, según reivindicaciones 1 a 6, caracterizado porque el conducto recorrido por el fluido, es el definido entre dos formas toroidales (12, 13) , en general concéntricas, siendo el ala de sustentación (8, 8') del tipo de corona circular con sección de perfil aerodinámico y con el flujo laminar dextrógiro o levógiro dependiendo de la orientación del ala y teniendo el flujo una dirección radial .
10.- REACTOR FLUIDO-DINÁMICO, según reivindicación 1, caracterizado porque el desplazamiento lineal del conjunto reactor, se regula con la mayor o menor aceleración del rotor que hace variar la fuerza resultante de sustentación del ala.
11.- REACTOR FLUIDO-DINÁMICO, según reivindicación 1, caracterizado porque el cambio de dirección se consigue mediante flaps de dirección (10) internos o externos al ala, que producen turbulencias en el flujo laminar, en la dirección deseada.
12.- REACTOR FLUIDO-DINÁMICO, según reivindicación 1, caracterizado porque el desplazamiento lateral de la nave se realiza al incluir una sección alar (18) escamoteada dentro de la zona de flujo y montada verticalmente al mismo para que la tracción de este ala (18) sea lateral.
13.- REACTOR FLUIDO-DINÁMICO, según reivindicación 9, caracterizado porque se disponen dos rotores (9) cuyos juegos de palas giran en sentidos contrarios para estabilizar el conjunto y que el flujo de aire tenga solamente sentido radial.
14.- REACTOR FLUIDO-DINÁMICO, según reivindicación 1, caracterizado porque la rotación de la nave sobre su eje transversal se consigue colocando en el interior del flujo, una pieza (14) en forma de huso conformada por una parte central fija (15) o inerte y dos móviles (16, 17) a sus extremos que al ser desviadas hacia uno u otro lado provocan el cambio de dirección.
15.- REACTOR FLUIDO-DINÁMICO, según reivindicación 14, caracterizado porque dicha pieza (14) en forma de huso, o ala rotacional, tiene en la parte superior, su borde de ataque en la misma dirección que el del ala principal (1, 8) , y en la parte inferior una disposición inversa.
16.- REACTOR FLUIDO-DINÁMICO, según reivindicaciones 1 a 9, caracterizado porque la sección transversal de la cámara toroidal o conducto anular, es asimétrica para que el ala/s (8) de la parte superior adopte una posición divergente respecto de la inferior/es (8') para que las componentes de flotación o sustentación sean paralelas y se sume su acción.
17.- REACTOR FLUIDO-DINÁMICO, según reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el conducto o conductos recorridos por el fluido, llevan solidarizada a sus paredes una estructura de cabina (21) para transporte de personas y/o mercancías.
18.- REACTOR FLUIDO-DINÁMICO, según reivindicaciones 1 a 16, caracterizado porque la cámara del toroide interior (13) define un compartimento como cabina, almacén de carga, sala de motores, depósito de combustible, etc.
19.- REACTOR FLUIDO-DINÁMICO, según reivindicación 1, caracterizado porque el citado conducto, o varios de ellos dispuestos paralelamente, como los lados de un polígono regular, o situados radialmente en estrella, y con sentidos de giro adecuados para neutralizar el efecto de un par de fuerzas nocivo generado, está definido por un cilindro (22) accionado por un motor girando a gran velocidad y conteniendo en su interior una cantidad determinada de un fluido (24) que adopta forma tubular cilindrica por la fuerza centrífuga durante el giro, habiéndose previsto que el perfil o perfiles inductores de vacío (25,25") y/o perfil o perfiles inductores de presión (33, 33'), fijos u orientables angularmente respecto a la estructura de soporte (28) , pueden acercarse al anillo de f uido (24) , rozándolo superficialmente y avanzar en su seno para provocar la fuerza de succión y/o de presión.
20.- REACTOR FLUIDO-DINÁMICO, según reivindicación 19, caracterizado porque el fluido (24) es de alta densidad.
21.- REACTOR FLUIDO-DINÁMICO, según reivindicación 20, caracterizado porque el fluido (24) es además de elevada viscosidad.
22.- REACTOR FLUIDO-DINÁMICO, según reivindicación 19, caracterizado porque el perfil inductor de vacío (25'), o perfil inductor de presión (33'), discurre perfectamente paralelo a la generatriz del anillo de fluido (24) y posee multitud de pequeñas elevaciones o montículos (35) distribuidos sobre la cara generadora de vacío y/o pequeñas oquedades (36) en la cara de presión.
23.- REACTOR FLUIDO-DINÁMICO, según reivindicación 19, caracterizado porque el perfil inductor de vació o presión (25, 25', 33, 33'), está vinculado a un dispositivo de empuje (26) para iniciar y mantener el rozamiento del perfil inductor (25, 25', 33, 33') y soportar la tracción del conjunto.
24.- REACTOR FLUIDO-DINÁMICO, según reivindicación 23, caracterizado porque el dispositivo de empuje (26) , se dispone según dos o más radios, teniendo sus extremos activos conectados respectivamente a un perfil o perfiles inductores de vacío (25, 25') y a un perfil o perfiles inductores de presión (33, 33'), sumándose las fuerzas resultantes sobre la estructura del conjunto.
25.- REACTOR FLUIDO-DINÁMICO, según reivindicaciones 19 a 24, caracterizado porque la superficie del perfil inductor (25', 33') es gofrada, definida por una superficie con pequeños montículos (35) para conseguir el efecto de vacío, y depresiones (36) o alveolos de huella similar, para el efecto de presión.
26.- REACTOR FLUIDO-DINÁMICO, según reivindicación 19, caracterizado porque el circuito generador de vacío es cerrado, se va enfriando el fluido tendiendo a congelarse, y están situados uno, dos, o más perfiles inductores de vacío (25, 25') en puntos regularmente distribuidos para establecer el equilibrio de fuerzas.
27.- REACTOR FLUIDO-DINÁMICO, según reivindicación 19, caracterizado porque el circuito generador de presión es cerrado, se va calentando el fluido notablemente, y están situados uno, dos, o más perfiles inductores de presión (33, 33") en puntos regularmente distribuidos para establecer el equilibrio de fuerzas.
28.- REACTOR FLUIDO-DINÁMICO, según reivindicaciones
26 y 27, caracterizado porque existe un sistema de bombeo que retira el fluido (24) a la misma velocidad que lo repone para mantener el perfil inductor (25, 25', 33, 33') activo.
29.- REACTOR FLUIDO-DINÁMICO, según reivindicaciones
26 y 27, caracterizado porque el fluido (24) es de elevada densidad y se puede hacer pasar otro fluido (24', 24'') más ligero al interior del cilindro y que sea este último fluido el que se intercambia o bombea para refrigerar o calentar el elemento de que se trate.
30. -REACTOR FLUIDO-DINÁMICO, según reivindicaciones 26 y 27, caracterizado porque existe un circuito intercambiador encargado de mantener el fluido (24) sin alteraciones térmicas y quedar situado el fluido de intercambio (43) en las paredes del tambor (22) , interna o externamente; en el perfil inductor (25, 25'); o incluso dentro de la zona donde se encuentra dicho perfil, sin tocar el fluido (24) para no perturbarlo.
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